水利樞紐高大跨渡槽施工與安全研究

張 鵬

（貴州省水利投資（集團）有限責任公司,貴州 貴陽 550001）

水利樞紐工程作為基礎設施建設中重要的一部分,是能夠改善當地居民生活條件和質量的重要工程。貴州省在我國現代社會的發展過程中一直致力于攻堅克難、脫貧致富的工作當中,黃家灣水利樞紐工程對當地的作用毋庸置疑,在建設過程中,高大跨度渡槽的施工技術及施工安全一直是工程的重點,下面以坡老寨3#渡槽為例進行介紹。

1 工程概況

該水利樞紐工程中的高大跨渡槽位于貴州省紫云縣格凸河鎮沙鍋村坡老寨組,整個貴州省的地形以山地為主,因而渡槽的形式為連續拱跨式,主要跨越省道209和格凸河支流猴場河。渡槽進口處的圍巖走向為順向坡,坡度在15°~25°之間；出口處為逆向坡,坡度在20°~30°范圍內［1］。渡槽的進出口處地質情況以及坡體都比較穩定,沿線第四系覆蓋層廣布,岸坡部分為殘坡積粘土夾碎石,河床部分為沖洪積砂礫石層。整體溝槽的地質情況比較適宜水利樞紐的施工,渡槽的基本情況見圖1。

2 水利樞紐高大跨渡槽施工技術與施工安全研究

水利樞紐工程的施工建設對保證一個地區免受洪水災害的困擾具有重要的作用。高大跨渡槽是水利樞紐工程中施工難度較大,技術要求較高的一項工程,在對高大跨度槽的關鍵技術進行分析時,要與施工安全進行共同考慮。這樣才能保證高大跨渡槽在實際投入使用之后還能夠在一定程度上保障水利樞紐工程的安全。

2.1 水利樞紐高大跨渡槽的關鍵技術問題

2.1.1地基開挖

地基是水利樞紐工程施工建設的基礎,在渡槽施工時,首先就要做好地基開挖的工作。地基開挖工作首先要在開挖之前對當地的實際地面情況以及地質條件進行準確的測量,需要測量的數據主要包括水文站的年平均流量、汛期徑流量、洪水高程等。由于渡槽中墩靠近小河邊,需設置圍堰,并做好防滲措施,圍堰防滲采用塑料薄膜與粘土相結合組成防滲體,堰體主要回填料為粘土,回填要求防滲薄膜與粘土同時上升,采用挖掘機碾壓密實,河床以上圍堰內外側均采用編制袋護坡,河道側邊坡采用干塊防沖。基坑因比河床低,四周開挖寬度適當增加,以利基坑排水,靠河側挖積水坑,利用抽水機抽排,保證基坑干地施工［2］。

2.1.2預壓以及排架、槽殼施工

在水利樞紐工程的建設過程中,預壓是能夠有效檢驗整個工程的變形能力以及施工質量的重要工序。在對水利樞紐工程中的鋼管滿堂支架進行預壓時,為能達到預壓的實際目標,需要對預壓的材料、荷載計算以及加載分級順序進行嚴格的規范。而對于排架以及槽殼的施工,則要在實際的施工過程中進行每一段砼澆筑時做好排架模板的支撐設計,并對渡槽的槽身支撐,也就是槽殼支撐系統按照一定的順序進行施工。

2.1.3支撐系統工程

在水利樞紐工程的高大跨渡槽施工過程中,支撐系統工程主要分為拱圈施工以及排架施工兩個主要的方面。坡老寨3#渡槽的拱圈具體設計為兩跨形式的拱圈,一是跨格凸河支流猴場河,二是跨省道209,拱下分別利用貝雷架與鋼筒組合架空形成通道,這種形式的拱圈設計主要是為了能夠起到解決在工程中存在的導流以及影響交通的問題。

（1）拱圈施工

該渡槽施工設計單拱肋分為11 段澆筑,每跨拱肋共設置4個間隔槽,槽寬為1.20 m,上開對稱呈張開狀坡口。澆筑程序是：先澆兩拱腳段1,再澆拱頂段2,依次澆筑3→4→5→6 。為避免因偏心荷載作用,使拱支墩產生水平位移,支撐架及臨時支撐墩出現失穩,該渡槽兩跨拱圈必須按編號順序同時進行砼澆筑,如5 號有4 個,即兩跨的4段必須同時對稱位置均衡加載,拱圈砼分段澆筑見圖2。

（2）排架施工

排架施工則主要采用的是井字型的搭設方法,在對排架施工時需要注意的是,要在完成拱圈施工之后,讓其能夠達到設計強度之后才能夠進行排架的施工。

2.2 水利樞紐高大跨渡槽的施工安全研究

由于水利樞紐工程的建設從根本上來說是惠民利民的重要工程,工程施工的安全和質量是關系到國計民生的重要問題。在對貴州省黃家灣水利樞紐工程中的高大跨渡槽進行施工的過程中,為保證施工的安全,主要需要注意以下幾個方面的問題。

2.2.1 安全技術措施

坡老寨3#渡槽施工過程中主要存在坍塌、高處墜落、物體打擊、機械傷害、觸電、車輛傷害等危險有害因素,為保證整個渡槽施工安全,施工過程中應做好相應的安全技術措施。

（1）防止支撐系統坍塌的安全技術措施

利用貝雷架、鋼筒、碗扣式鋼管腳手架、工字鋼、槽鋼等形成支撐系統,確保系統穩固。

第一段為跨猴場河段。首先將鋼筒（ф450、壁厚8.00 mm）打入河床至土石分界線以下（約6.00 m）作為基礎支點支撐,上部設置工字鋼（型號：56 a）作為基礎架設貝雷架；為確保系統穩固,將鋼筒內灌滿細砂,鋼筒間再用槽鋼（型號：18#）連接,大大增強自身的強度。

第二段為跨省道209 段。利用現澆條形基礎（C20 砼,長6.00 m、高6.00 m、底寬1.20 m、頂寬1.00 m）作為基礎支撐,上部設置鋼筒（ф600、壁厚8.00 mm）,并利用槽鋼連接,確保穩固。

（2）防止高處墜落、物體打擊的安全技術措施

腳手架安全通道臨邊均設置防護欄桿,欄桿的設置由上、中、下三道橫桿及欄桿柱組成,上桿高度為1.30 m,欄桿底部擋腳板為0.30 m,下桿離地高度為0.40 m,外側加設防護安全網；

距槽身外側2 m地面設置安全警示帶防止高空墜落傷人,周邊設置安全警示標識牌。

人員上下架必須走安全防護通道,嚴禁攀援支撐架上下,每班工人上架前應檢查支撐架,確認安全方可以上架。完工后應整理架上物品,清運垃圾。

2.2.2質量保障措施

質量是整個水利樞紐工程在建設過程中需要重點注意的問題,在水利樞紐工程的建設過程中,保證整個工程的施工質量,才能保證渡槽安全。所以就要在依據工程的各項規章制度以及技術標準和規范的基礎上,建立以工程技術、質檢、試驗、測量監控四位一體的質量保證體系。在該體系的運行過程中,不僅能夠保證水利樞紐工程的施工質量,還能夠在一定程度上達到控制施工建設成本的目的［3］。

3 結論

綜上所述,高大跨渡槽的施工建設對改善當地居民生活條件具有重要意義,在建設過程中必須保證施工質量、安全。通過對貴州省黃家灣水利樞紐工程中的高大跨渡槽的關鍵技術問題以及施工安全進行分析之后可以得知,找到渡槽施工的關鍵點及安全措施,能為渡槽施工得到有力保證,也可為后期高度跨渡槽建設提供更多的技術參考作用。